Egipskie ciemności

11 sierpnia mieszkańcy Europy i Azji będą mieli okazję zobaczyć jedno z najbardziej widowiskowych zjawisk natury - całkowite zaćmienie Słońca. W środku lata w godzinach południowych miliony ludzi na tych kontynentach znajdą się w trwających prawie dwie minuty ciemnościach a przy sprzyjającej pogodzie ujrzą na niebie niepowtarzalny spektakl astronomiczny.
Od całkowitego zaćmienia Słońca w Europie Środkowej mija 38 lat. Ostatnie tak spektakularne zjawisko widoczne było w Polsce w czerwcu 1954 r. Od tamtej pory - a przynajmniej od 15 lutego 1961 r. - w większej części Europy lepszej okazji do obserwacji całkowitego zaćmienia Słońca nie było i nie będzie przez najbliższe kilkadziesiąt lat. Być może niektórzy z nas doczekają w Polsce tzw. zaćmienia obrączkowego 13 lipca 2075 r. lecz na następne zaćmienie całkowite trzeba będzie czekać kolejne 60 lat - zobaczą je zatem nasi potomkowie 7 października 2135 r. Niewiele pomogą wyprawy na krańce Europy: jeśli kogoś zadowoli zaćmienie obrączkowe może się wybrać 31 maja 2003 r. do północnej Szkocji na Islandię lub Grenlandię albo pojechać do Madrytu 3 października
2005 r.
Gdyby Ziemia nie miała księżyca w ogóle nie oglądalibyśmy zaćmień. Aby doszło do zaćmienia Słońca na Ziemi obiegający naszą planetę Księżyc musi się znaleźć na niebie w jednej linii między Słońcem a Ziemią. Nasz satelita jest wtedy w nowiu i ku Ziemi zwrócona jest nie oświetlona część jego tarczy. Widowisko jest możliwe w dużym stopniu dzięki wyjątkowemu zbiegowi okoliczności: tarcze Księżyca i Słońca mają na niebie prawie identyczne rozmiary. W całym Układzie Słonecznym nie ma takiego drugiego satelity i planety z których można podziwiać porównywalne zaćmienia.
Mamy również szczęście żyć w epoce kiedy Księżyc znajduje się w korzystnej odległości od naszej planety. Nie zawsze jednak tak było: satelita Ziemi stale się od niej oddala - dawniej znajdował się bliżej jej powierzchni. Obecnie odległość ta powiększa się każdego roku o ok. 3 cm. Za 350 mln lat na Ziemi nie będzie już można oglądać całkowitych zaćmień. Lecz nawet dziś rzadko można je zobaczyć z tego samego miejsca. Jest to spowodowane niewielkim (wynoszącym 5 stopni) nachyleniem płaszczyzny orbity Księżyca do płaszczyzny orbity Ziemi odpowiadającym jednak prawie dziesięciu średnicom księżycowej lub słonecznej tarczy - o tyle może "minąć" Słońce na niebie Księżyc w nowiu. Zaćmienia Słońca zdarzają się częściej niż zaćmienia Księżyca. Mieszkając w konkretnym miejscu na Ziemi częściej jednak obserwujemy te drugie gdyż są widoczne na całej półkuli nad którą świeci satelita. Natomiast cień rzucany przez Księżyc na Ziemię podczas zaćmienia Słońca może mieć najwyżej 270 km średnicy - przesuwając się po powierzchni Ziemi rysuje więc wąski pas. Poza terenem objętym zaćmieniem całkowitym na znacznie większym obszarze można zobaczyć zaćmienie częściowe: zdarza się to również wtedy gdy cień Księżyca "o włos" mija Ziemię. W Polsce niedawno byliśmy świadkami takiego zjawiska: 10 maja 1994 r. podczas zachodu Słońca i po południu 12 października 1996 r.
11 sierpnia tego roku pas najbardziej efektownego zaćmienia całkowitego przebiegać będzie w Europie przez Anglię Francję Niemcy Austrię Węgry i Rumunię. Aby zobaczyć to piękne zjawisko wystarczy się więc oddalić od granic naszego kraju o 300 km. Spektakl rozpocznie się rankiem na północnym Atlantyku ok. 300 km na południe od wybrzeży Nowej Szkocji. Pierwszymi skrawkami lądu gdzie będzie można ujrzeć to zjawisko są wyspy Scilly leżące u południowo-zachodnich wybrzeży Wielkiej Brytanii. Wędrując po powierzchni Ziemi z prędkością prawie kilometra na sekundę cień Księżyca przesunie się między innymi przez Kornwalię Strasburg Karlsruhe Stuttgart i Monachium Salzburg Linz Graz i Wiedeń. Dobrym miejscem na obserwacje będą też Węgry; nad Balatonem "noc" zapadnie o 12.50 czasu letniego. Zjawisko to zobaczą też plażowicze w Rumunii i Bułgarii a w Azji - mieszkańcy Turcji Iraku Iranu Pakistanu i Indii.
Zaćmienia Słońca potrafili przewidzieć już starożytni. W ciągu tysiąclecia zwykle dochodzi do ponad 650 takich zjawisk. Jedno z nich przyniosło sławę greckiemu filozofowi Talesowi z Miletu po tym jak zapowiedział jego nadejście w maju 585 r. p.n.e. Zaćmienie tak przeraziło toczące wówczas bitwę armie króla Lidyjczyków Aliatesa i władcy Medów Kiaksaresa że żołnierze uciekli w popłochu z pola walki. Prawdopodobnie do obserwacji Słońca służyła 3 5 tys. lat temu najsłynniejsza prehistoryczna budowla megalityczna Stonehenge w pobliżu Salisbury w Anglii. Już w epokach kamienia i brązu obserwowano tam zaćmienia. Podobne zjawiska opisywane są w Starym Testamencie w "Księdze Amosa" i "Księdze Jeremiasza". Wiemy też że obserwowali je Hebrajczycy w Palestynie w IX i VIII w. p.n.e. a także żyjący na przełomie VI i V stulecia p.n.e. hinduski astronom i matematyk Ariabhatta który poprawnie wyjaśnił na czym polega zaćmienie Słońca i Księżyca.


Przed fazą całkowitego zaćmienia widać szybko zbliżający się z zachodu cień.
Nad horyzontem pojawia się niezwykła zorza

Rachunki przebiegu zaćmienia Słońca wykonują z dużą dokładnością nawet komputery osobiste lecz nawet dziś planując obserwacje musimy mieć na uwadze kaprysy pogody. Kanadyjski meteorolog Jay Anderson zebrał dane o zachmurzeniu w sierpniu. Opierając się na zdjęciach satelitarnych z lat 1983-1990 otrzymał statystyczny rozkład zachmurzeń. Wykorzystując zebrane przez niego informacje można się więc pokusić o obliczenie "prawdopodobieństwa zobaczenia zaćmienia". W Europie najlepsza pogoda powinna być w tym czasie w Austrii Rumunii i na Węgrzech gdzie - jak uważa dr Szecsenyi-Nagy - najbardziej typową aurą są długie kilkutygodniowe okresy pogodnego wyżu i suchego powietrza. Zestawiając sierpniowe pomiary meteorologiczne z rejonu który w sierpniu zostanie objęty pasem całkowitego zaćmienia zauważył on że tylko trzy z trzystu dni nie były tam słoneczne.
Czego więc nie zobaczymy w Polsce? Tego jak w środku letniego dnia na dwie minuty zapadnie noc i można podziwiać na niebie gwiazdy. Ci którzy widzieli to zjawisko opisują że tuż przed fazą całkowitego zaćmienia zmrok zapada bardzo szybko a z zachodu widać zbliżający się cień. Niebo zmienia kolor staje się ciemnogranatowe a nad całym horyzontem pojawia się niezwykła zorza przypominająca zachód Słońca. Kolory stają się bardziej ożywione. Gdy Księżyc stopniowo coraz bardziej przesłania Słońce jednym z bardziej zadziwiających zjawisk są tzw. perły Baily?a: wąski sierp tarczy słonecznej wygląda jak sznur pereł gdy ostatnie skrawki fotosfery (rozgrzanej do temperatury ponad 5 5 tys. °C widocznej powierzchni Słońca) prześwitują między górami i kraterami na krawędzi tarczy księżycowej. Zjawisko to opisał po raz pierwszy w ubiegłym stuleciu Francis Baily; nazwa pochodzi właśnie od jego nazwiska. Jednocześnie po drugiej stronie tarczy pojawia się świecąca obwódka która po chwili tworzy pierścień. Fotosfera błyska wtedy po raz ostatni i ukazuje się korona słoneczna. Jest to moment kiedy możemy bezpiecznie spoglądać na Słońce bez okularów i filtrów. Korona ma dziwaczny poszarpany kształt. Tworzą ją uwięzione w polu magnetycznym strumienie rozrzedzonego gazu parującego z powierzchni gwiazdy a jego temperatura sięga 2 mln °C. Ponieważ zbliża się maksimum aktywności Słońca w tym roku korona powinna przyjąć bardziej regularny i zbliżony do koła kształt.
Podczas zaćmienia można również dostrzec na krawędzi przesłoniętej tarczy Słońca różowe języki ognia. To protuberancje - chmury gazu strzelające z powierzchni Słońca w kosmos mierzące nawet 100 tys. km. Początek i koniec zaćmienia jest również okazją do zobaczenia chromosfery - wąskiej różowej a niekiedy rubinowo-czerwonej wewnętrznej warstwy atmosfery naszej gwiazdy. Na granatowym niebie zobaczymy najjaśniejsze gwiazdy normalnie widoczne w zimie także Merkurego i Wenus a przy dużym szczęściu nad zachodnim horyzontem można będzie wypatrzyć Saturna i Jowisza. W przeszłości zdarzyło się że podczas zaćmienia odkrywano nową kometę. Tak stało się w 1948 r. Najbardziej niezwykła jest jednak prawdopodobna reakcja przyrody na to niespodziewane zjawisko. Zapada cisza zwierzęta są zdezorientowane dziwnie spokojne kładą się do snu. Zaskoczone ptaki przestają śpiewać a kwiaty zamykają kielichy.
Podczas zaćmienia Księżyc prawie całkowicie przesłania tarczę słoneczną i dzięki temu można zobaczyć co się dzieje w najbliższym otoczeniu Słońca które w normalny dzień ginie w oślepiającym blasku gwiazdy. Całkowite zaćmienie jest więc jedyną naturalną okazją do przeprowadzenia badań pewnych zjawisk astronomicznych na przykład wielkości i składu korony słonecznej. Oślepiający blask zwykle uniemożliwia obserwacje korony (chociaż astronomowie "oszukują" naturę i za pomocą koronografu wytwarzają sztuczne zaćmienie). Zaćmienia pomogły też zebrać dowody na potwierdzenie ogólnej teorii względności przewidującej między innymi że promień światła zostanie zgięty w bezpośrednim sąsiedztwie masywnego ciała takiego jak Słońce. Aby zweryfikować to założenie naukowcy obserwowali podczas zaćmień w 1919 r. i 1922 r. gwiazdy widoczne bardzo blisko brzegu tarczy Słońca i przyznali Einsteinowi rację.
Ubiegłoroczne zaćmienie całkowite widoczne 26 lutego w pasie biegnącym przez Pacyfik północne tereny Ameryki Południowej i Karaiby ku wybrzeżom Maroko było najprawdopodobniej najpilniej obserwowanym w historii ludzkości. Ekspedycje na Ziemi wspomagała flota statków w kosmosie. Soho (obserwatorium Słońca i heliosfery) i sonda Ulysses skupiły uwagę na Słońcu. Ulysses okrążając gwiazdę po polarnej orbicie wykonał zdjęcia z lotu ptaka potężnych wybuchów materii słonecznej w koronie często obserwowanych z Ziemi i generujących burze słoneczne. Badania prowadził także statek Yihkoh (japońskie obserwatorium słoneczne) sonda Galileo i satelity Goes. Soho krąży w odległości 1 5 mln km od Ziemi obserwując Słońce z dala od utrudniającej prowadzenie wielu eksperymentów ziemskiej atmosfery. Wszystkie badania miały na celu lepsze poznanie słonecznego pola magnetycznego sprawcy niebezpiecznych burz słonecznych i umożliwienie przygotowania prognoz "kosmicznej pogody". Dzięki fotografiom wykonanym przez Soho astronomowie po raz pierwszy przygotowali niezwykły film ukazujący gigantyczny wybuch na Słońcu kiedy z jego powierzchni wyleciały w kosmos miliardy ton gazu. Wcześniej statek Soho dostrzegł w niższych partiach słonecznej atmosfery rozszerzający się gigantyczny pęcherz gazu który był przyczyną eksplozji. Materia z ówczesnego wybuchu po trzech dniach dotarła do Ziemi w postaci pęcherza o średnicy kilkudziesięciu milionów kilometrów. Takie eksplozje na Słońcu są często nazywane przez astronomów huraganami kosmicznymi. Wywołują burze geomagnetyczne które zagrażają satelitom i ich delikatnym urządzeniom elektronicznym zakłócają pracę radarów i utrudniają komunikację radiową.
Kilka minut całkowitego zaćmienia nie równa się z niczym - nawet z zaćmieniem częściowym kiedy Słońce wygląda jak nadgryzione ciastko. Mimo że część tarczy gwiazdy jest przesłonięta do powierzchni Ziemi nadal dociera wówczas tak dużo światła że zjawiska można nawet nie zauważyć. Tak będzie w sierpniu wyglądać zaćmienie w Polsce. Księżyc zakryje ponad 80 proc. słonecznej tarczy. Ale jeśli wtedy nie spojrzymy w niebo możemy zaćmienia nie dostrzec gdyż jedynie osobliwy kształt słonecznej tarczy świadczyć będzie o tym że dzieje się coś niezwykłego.